<html><head><meta charset="utf-8"><title>03 Java 常用关键字理解-慕课专栏</title>
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                        03 Java 常用关键字理解
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                        <span class="l">
                            更新时间：2019-08-27 14:25:15
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                            <div class="famous-word">世上无难事,只要肯登攀。<p class="author">——毛泽东</p></div>
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                            <div class="cl-preview-section"><h2 id="引导语" style="font-size: 30px;">引导语</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">Java 中的关键字很多，大约有 50+，在命名上我们不能和这些关键字冲突的，编译会报错，每个关键字都代表着不同场景下的不同含义，接下来我们挑选 6 个比较重要的关键字，深入学习一下。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="static" style="font-size: 30px;">1 static</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">意思是静态的、全局的，一旦被修饰，说明被修饰的东西在一定范围内是共享的，谁都可以访问，这时候需要注意并发读写的问题。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="修饰的对象">1.1 修饰的对象</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">static 只能修饰类变量、方法和方法块。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;"><strong>当 static 修饰类变量时</strong>，如果该变量是 public 的话，表示该变量任何类都可以直接访问，而且无需初始化类，直接使用 <strong>类名.static 变量</strong> 这种形式访问即可。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这时候我们非常需要注意的一点就是线程安全的问题了，因为当多个线程同时对共享变量进行读写时，很有可能会出现并发问题，如我们定义了：<code>public static List&lt;String&gt; list = new ArrayList();</code>这样的共享变量。这个 list 如果同时被多个线程访问的话，就有线程安全的问题，这时候一般有两个解决办法：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">把线程不安全的 ArrayList 换成 线程安全的 CopyOnWriteArrayList；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">每次访问时，手动加锁。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">所以在使用 static 修饰类变量时，如何保证线程安全是我们常常需要考虑的。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;"><strong>当 static 修饰方法时</strong>，代表该方法和当前类是无关的，任意类都可以直接访问（如果权限是 public 的话）。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">有一点需要注意的是，该方法内部只能调用同样被 static 修饰的方法，不能调用普通方法，我们常用的 util 类里面的各种方法，我们比较喜欢用 static 修饰方法，好处就是调用特别方便。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">static 方法内部的变量在执行时是没有线程安全问题的。方法执行时，数据运行在栈里面，栈的数据每个线程都是隔离开的，所以不会有线程安全的问题，所以 util 类的各个 static 方法，我们是可以放心使用的。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;"><strong>当 static 修饰方法块时</strong>，我们叫做静态块，静态块常常用于在类启动之前，初始化一些值，比如：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><pre class="  language-java"><code class="prism  language-java"><span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> List<span class="token operator">&lt;</span>String<span class="token operator">&gt;</span> list <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">ArrayList</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token comment">// 进行一些初始化的工作</span>
<span class="token keyword">static</span> <span class="token punctuation">{</span>
    list<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">add</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"1"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token punctuation">}</span>
</code></pre>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这段代码演示了静态块做一些初始化的工作，但需要注意的是，静态块只能调用同样被 static 修饰的变量，并且 static 的变量需要写在静态块的前面，不然编译也会报错。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="初始化时机">1.2 初始化时机</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">对于被 static 修饰的类变量、方法块和静态方法的初始化时机，我们写了一个测试 demo，如下图：<br>
<img class="" src="https://img.mukewang.com/5d5fc0be000136a322560976.png" data-original="//img.mukewang.com/5d5fc0be000136a322560976.png" alt="图片描述">打印出来的结果是：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">父类静态变量初始化<br>
父类静态块初始化<br>
子类静态变量初始化<br>
子类静态块初始化<br>
main 方法执行<br>
父类构造器初始化<br>
子类构造器初始化</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">从结果中，我们可以看出两点：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">父类的静态变量和静态块比子类优先初始化；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">静态变量和静态块比类构造器优先初始化。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">被 static 修饰的方法，在类初始化的时候并不会初始化，只有当自己被调用时，才会被执行。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="final" style="font-size: 30px;">2 final</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">final 的意思是不变的，一般来说用于以下三种场景：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">被 final 修饰的类，表明该类是无法继承的；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">被 final 修饰的方法，表明该方法是无法覆写的；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">被 final 修饰的变量，说明该变量在声明的时候，就必须初始化完成，而且以后也不能修改其内存地址。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">第三点注意下，我们说的是无法修改其内存地址，并没有说无法修改其值。因为对于 List、Map 这些集合类来说，被 final 修饰后，是可以修改其内部值的，但却无法修改其初始化时的内存地址。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">例子我们就不举了，1-1 小节 String 的不变性就是一个很好的例子。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="try、catch、finally" style="font-size: 30px;">3 try、catch、finally</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这三个关键字常用于我们捕捉异常的一整套流程，try 用来确定代码执行的范围，catch 捕捉可能会发生的异常，finally 用来执行一定要执行的代码块，除了这些，我们还需要清楚，每个地方如果发生异常会怎么办，我们举一个例子来演示一下：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><pre class="  language-java"><code class="prism  language-java"><span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">testCatchFinally</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
  <span class="token keyword">try</span> <span class="token punctuation">{</span>
    log<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">info</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"try is run"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token boolean">true</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
      <span class="token keyword">throw</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">RuntimeException</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"try exception"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
  <span class="token punctuation">}</span> <span class="token keyword">catch</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token class-name">Exception</span> e<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
    log<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">info</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"catch is run"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token boolean">true</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
      <span class="token keyword">throw</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">RuntimeException</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"catch exception"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
  <span class="token punctuation">}</span> <span class="token keyword">finally</span> <span class="token punctuation">{</span>
    log<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">info</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"finally is run"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
  <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>
</code></pre>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这个代码演示了在 try、catch 中都遇到了异常，代码的执行顺序为：try -&gt; catch -&gt; finally，输出的结果如下：<br>
<img class="" src="https://img.mukewang.com/5d5fc0d40001ede717880302.png" data-original="//img.mukewang.com/5d5fc0d40001ede717880302.png" alt="图片描述">可以看到两点：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">finally 先执行后，再抛出 catch 的异常；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">最终捕获的异常是 catch 的异常，try 抛出来的异常已经被 catch 吃掉了，所以当我们遇见 catch 也有可能会抛出异常时，我们可以先打印出 try 的异常，这样 try 的异常在日志中就会有所体现。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="volatile" style="font-size: 30px;">4 volatile</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">volatile 的意思是可见的，常用来修饰某个共享变量，意思是当共享变量的值被修改后，会及时通知到其它线程上，其它线程就能知道当前共享变量的值已经被修改了。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">我们再说原理之前，先说下基础知识。就是在多核 CPU 下，为了提高效率，线程在拿值时，是直接和 CPU 缓存打交道的，而不是内存。主要是因为 CPU 缓存执行速度更快，比如线程要拿值 C，会直接从 CPU 缓存中拿， CPU 缓存中没有，就会从内存中拿，所以线程读的操作永远都是拿 CPU 缓存的值。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这时候会产生一个问题，CPU 缓存中的值和内存中的值可能并不是时刻都同步，导致线程计算的值可能不是最新的，共享变量的值有可能已经被其它线程所修改了，但此时修改是机器内存的值，CPU 缓存的值还是老的，导致计算会出现问题。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">这时候有个机制，就是内存会主动通知 CPU 缓存。当前共享变量的值已经失效了，你需要重新来拉取一份，CPU 缓存就会重新从内存中拿取一份最新的值。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">volatile 关键字就会触发这种机制，加了 volatile 关键字的变量，就会被识别成共享变量，内存中值被修改后，会通知到各个 CPU 缓存，使 CPU 缓存中的值也对应被修改，从而保证线程从 CPU 缓存中拿取出来的值是最新的。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">我们画了一个图来说明一下：<br>
<img class="" src="https://img.mukewang.com/5d5fc0ea000100a312740736.png" data-original="//img.mukewang.com/5d5fc0ea000100a312740736.png" alt="图片描述">从图中我们可以看到，线程 1 和线程 2 一开始都读取了 C 值，CPU 1 和 CPU 2 缓存中也都有了 C 值，然后线程 1 把 C 值修改了，这时候内存的值和 CPU 2 缓存中的 C 值就不等了，内存这时发现 C 值被 volatile 关键字修饰，发现其是共享变量，就会使 CPU 2 缓存中的 C 值状态置为无效，CPU 2 会从内存中重新拉取最新的值，这时候线程 2 再来读取 C 值时，读取的已经是内存中最新的值了。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="transient" style="font-size: 30px;">5 transient</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">transient 关键字我们常用来修饰类变量，意思是当前变量是无需进行序列化的。在序列化时，就会忽略该变量，这些在序列化工具底层，就已经对 transient 进行了支持。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="default" style="font-size: 30px;">6 default</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">default 关键字一般会用在接口的方法上，意思是对于该接口，子类是无需强制实现的，但自己必须有默认实现，我们举个例子如下：<br>
<img class="" src="https://img.mukewang.com/5d5fc4460001f3cb17220650.png" data-original="//img.mukewang.com/5d5fc4460001f3cb17220650.png" alt="图片描述">default 关键字被很多源码使用，我们后面会说。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="面试题" style="font-size: 30px;">7 面试题</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="如何证明-static-静态变量和类无关？">7.1 如何证明 static 静态变量和类无关？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：从三个方面就可以看出静态变量和类无关。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">我们不需要初始化类就可直接使用静态变量；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">我们在类中写个 main 方法运行，即便不写初始化类的代码，静态变量都会自动初始化；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">静态变量只会初始化一次，初始化完成之后，不管我再 new 多少个类出来，静态变量都不会再初始化了。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">不仅仅是静态变量，静态方法块也和类无关。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="常常看见变量和方法被-static-和-final-两个关键字修饰，为什么这么做？">7.2 常常看见变量和方法被 static 和 final 两个关键字修饰，为什么这么做？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：这么做有两个目的：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">变量和方法于类无关，可以直接使用，使用比较方便；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">强调变量内存地址不可变，方法不可继承覆写，强调了方法内部的稳定性。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="catch-中发生了未知异常，finally-还会执行么？">7.3 catch 中发生了未知异常，finally 还会执行么？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：会的，catch 发生了异常，finally 还会执行的，并且是 finally 执行完成之后，才会抛出 catch 中的异常。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">不过 catch 会吃掉 try 中抛出的异常，为了避免这种情况，在一些可以预见 catch 中会发生异常的地方，先把 try 抛出的异常打印出来，这样从日志中就可以看到完整的异常了。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="volatile-关键字的作用和原理">7.4 volatile 关键字的作用和原理</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：这个上文说的比较清楚，可以参考上文。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h2 id="总结" style="font-size: 30px;">总结</h2>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">Java 的关键字属于比较基础的内容，我们需要清晰明确其含义，才能在后续源码阅读和工作中碰到这些关键字时了然于心，才能明白为什么会在这里使用这样的关键字。比如 String 源码是如何使用 final 关键字达到起不变性的，比如 Java 8 集合中 Map 是如何利用 default 关键字新增各种方法的，这些我们在后续内容都会提到。</p>
</div>}
                        </div>
                    </div>
                                            <!-- 买过的阅读 -->
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                                        </div>
                                        <p>
                                            02 String、Long 源码解析和面试题 
                                        </p>
                                    </div>
                                </a>
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                                    <a href="/read/47/article/846">
                                                                    <div class="next r clearfix">
                                        <p>
                                            04 Arrays、Collections、Objects 常用方法源码解析 
                                        </p>
                                        <div class="icon r">
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                                            <p>QQ群URL：<a href="https://jq.qq.com/?_wv=1027&amp;k=55RtSbJ" target="_blank">点击访问</a></p>
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